Sr Examen

Ecuación diferencial e^(y)dx-e^(-x)dy=0

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Para el problema de Cauchy:

y() =
y'() =
y''() =
y'''() =
y''''() =

Gráfico:

interior superior

Solución

Ha introducido [src]
  d         -x    y(x)    
- --(y(x))*e   + e     = 0
  dx                      
$$e^{y{\left(x \right)}} - e^{- x} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
exp(y) - exp(-x)*y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$e^{y{\left(x \right)}} - e^{- x} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = e^{- x}$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = -1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = -1$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = e^{y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en f1(x)
$$e^{- x}$$
obtendremos
$$- \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - e^{x + y{\left(x \right)}}$$
Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$e^{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$- e^{- y{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - e^{x}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- dx e^{- y{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - dx e^{x}$$
o
$$- dy e^{- y{\left(x \right)}} = - dx e^{x}$$

Tomemos la integral de las dos partes de la ecuación:
- de la parte izquierda la integral por y,
- de la parte derecha la integral por x.
$$\int \left(- e^{- y}\right)\, dy = \int \left(- e^{x}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$e^{- y} = Const - e^{x}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \log{\left(- \frac{1}{C_{1} + e^{x}} \right)}$$
Respuesta [src]
          /  -1   \
y(x) = log|-------|
          |      x|
          \C1 + e /
$$y{\left(x \right)} = \log{\left(- \frac{1}{C_{1} + e^{x}} \right)}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st power series
lie group
separable Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.7507911952227209)
(-5.555555555555555, 0.7581212420806471)
(-3.333333333333333, 0.8284225181937888)
(-1.1111111111111107, 1.9433841643248737)
(1.1111111111111107, 37.65871266651684)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 6.397106897951207e+170)
(7.777777777777779, 8.388243567718427e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)